SPC统计过程控制培训教材.ppt

1、A,1,SPC（统计过程控制）培训教材 Statistical Process Control,作成：Jack 日期：2010.07.20,A,2,课 程 大 纲,一、什么是SPC 1、SPC的含义 2、SPC的作用与特点 二、基本的统计概念 1、主要的统计学名词 2、正态分布的基本知识 3、主要统计参数 三、持续改进及SPC概述 1、过程控制控制的是什么 2、局部措施和对系统采取措施 3、控制图 四、管制图的种类 五、计数型数据管制图 1、p 图/不良率控制图 2、np图/不合格品数控制图 3、c 图/不良（缺陷）数控制图 4、u 图/单位不良（缺陷）数控制图六、计量型数据管制图,1、与过程

2、相关的管制图 2、使用控制图的准备 3、 X bar-R 图 4、 X bar-s 图 5、 X med-R图 6、 X -Rm图 七、管制图的选择方法 八、过程能力分析及管制图的判读 1、过程能力分析 2、管制图判读,A,3,一、SPC的含义,1、什么是SPC SPC -Statistical Process Control (统计过程控制） 含义-利用统计技术对过程中的各个阶段进行监控，从而达到保证产品质量的目的。,A,4,2、SPC的作用与特点 作用： -确保制程持续稳定、可预测。 -提高产品质量、生产能力、降低成本。 -为制程分析提供依据。 -区分变差的特殊原因和普通原因，作为采取局部

3、措施或对系统采取措施的指南。 特点： -SPC是全系统的，全过程的，要求全员参加，人人有責。这点与TQM的精神完全一致。 -SPC強调用科学方法(主要是统计技术，尤其是控制图理论来保证全程的预防。 -SPC不仅用于生产过程，而且可用于服务过程一一切管理过程。,A,5,二、基本的统计概念,1、主要的统计学名词-1,A,6,2、正态分布的基本知识,在中心线或平均值两侧呈现对称之分布 常态曲线左右两尾与横轴渐渐靠近但不相交 曲线下的面积和为 1 如下例：,例：100个螺丝直径直方图。图中的直方高度与该组的出现频数成正比,螺丝直径直方图 直方图趋近光滑曲线,A,7,将各组的頻数用资料总和N=100相除

4、，就得到各组的频率，它表示螺丝直径属于各组的可能性大小。显然，各组频率之和为1。若以直方面积来表示该组的频率，则所有直方面积总和也为1。,在极限情况下得到的光滑曲线即为分布曲线，它反映了产品质量的统计规律，如分布曲线图所示.,正态分布中，任一点出现在 1內的概率为： P(-1X +1) = 68.27% 2內的概率为 ：P(-2X +2) = 95.45% 3內的概率为： P(-3X +3) = 99.73%,A,8,正态分布有一个结论对质量管理很有用，即无论无论均值和标准差取何值，产品质量特性值落在3之间的概率为99.73。 于是落在3之外的概率为100%一99.73%= 0.27%。 而超

5、过一侧，即大于-3或小于+3的概率为0.27%/2=0.135%1 。如正态分布曲线图。这个结论十分重要。控制图即基于这一理论而产生。,红色代表实际制程分布形态,蓝色代表规格分布形态,A,9,3、主要的统计参数,用于制程特征分析的参数 Ca： 制程准确度 Cp： 制程精密度/潜力 Pp： 初期制程潜力 Cpk： 制程能力 Ppk： 初期制程能力 PPM： 百万分之不良率 Sigma s：規格标准差 Sigma a：制程标准差 Sigma p：样本标准差,用于品质管制图分析的参数 XUCL：X bar管制图的管制上限 Xbar：Xbar管制图的中心值 XLCL：Xbar管制图的管制下限 RUCL

6、：R管制图的管制上限 Rbar：R管制图的中心值 RLCL：R管制图的管制下限,平均数、中位数、众数、全距、平方和、变异数、及标准差的计算 平均数(X bar) X bar=(x1+x2+x n)/N 中位数(Me) 将数据从小到大或大至小依次排列，位居中央的数称为中位数。 众数(Mo) 一群数据中，再现次数最多的数。 全距(R) 一组数值中最大值与最小值之差：R=Max-Min 平方和 (S) 各数值与平均值之差之平方总和： S=(X-X)2 变异数 V(X) 平方和除以数据个数： V(X)= S/n= (X-X)2 /n 标准差 () 变异数之开方：=V= S/n = (X-X)2 /n,

7、A,10,标准差的计算 -規格標準差 s 读做Sigma Spec,-制程标准差a 读做Sigma Actual,-样本标准差p 读做Sigma Pattern,A,11,制程准确度Ca Capacity of Accuracy,Ca = L1 /L2 L1 = X SL L2 = (USL LSL)/2,制程准确度Ca的等级解说,Ca等级处置原则： A级：作业员遵守作业标准操作并达到规格的要求。 B级：有必要时可能将其改进为A级。 C级：作业员可能看错规格没按操作标准作业或检讨规格及作业标准。 D级：应采取紧急措施，全面检讨所有可能影响的原因，必要时得停止生产。 以上仅是些基本原则，在一般应

8、用上Ca如果不良时，其对策方法是以制造单位为主，技术单位为副，品管单位为辅。,A,12,Cp：是一个关键制程指数，为标准公差范围与6个SIGMA的比值，Cp的 计算应该在制程已达到管制状态时进行。,制程精密度/潜力-Cp (Process Potential),制程精确度/潜力Cp的等级解说,Cp等级处置原则： A级：制程甚稳定，可以将规格公差缩小或胜任更精密的工作。 B级：有发生不良品的危险，必须加以注意，并设法维持不要使其变坏及迅速自查。 C级：检讨规格及作业标准，可能本制程不能胜任如此精密的工作。 D级：应采取紧急措施，全面检讨所有可能影响的原因，必要时得停止生产。 以上仅是些基本原则，

9、在一般应用上Cp如果不良时，其对策方法是以制造单位为主，技术单位为副，品管单位为辅。,A,13,制程能力综合指数Cpk,Cpk是综合Ca (k)及Cp两者的指数 计算为：当Ca =0時，Cpk =Cp； 单边规格时：Cpk即为Cp的绝对值,A级：制程能力充足 B级：制程能力尚可，仍需努力 C级：制程能力需要改善,Cpk = (规格上限 Xbar ) / 3a 或 ( Xbar 规格下限 ) / 3a 两者取小值,A,14,初期制程潜力Pp,- Pp初期制程潜力，为一项类似于Cp的指数，但本项指数的计算，是以新制程之初期短程性研究所得的数据为基础，取得的制程数据，至少应包括该制程初期评估时的二十

10、组数据，但计算时，应定义“样本标准差”而进行,初期制程能力Ppk Preliminary process capability,- Ppk初期制程能力，为一项类似于Cpk的指数，但本项指数的计算，是以新制程之初期短程性研究所得的数据为基础，取得的制程数据，至少应包括该制程初期评估时的二十组数据，但计算时，应于取得的数据足以显示制程至于稳定状态时实施。,A,15,三、过程控制,1、过程控制控制的是什么？ 过程控制是整个生产（服务）过程中各种变差的控制。变差所产生的原因可 分为普通原因和特殊原因。 普通原因：是指过程在受控的状态下，出现的具有稳定的且可重复的分布过 程的变差的原因。普通原因表现为一

11、个稳定系统的偶然原因。只有过程变差 的普通原因存在且不改变时，过程的输出才可以预测。 特殊原因：（通常也叫可查明原因）是指造成不是始终作用于过程的变差的 原因，即当它们出现时将造成（整个）过程的分布改变。只有特殊原因被查 出且采取措施,否则它们将继续不可预测的影响过程的输出。 过程控制所控制的正是影响过程输出的特殊原因。,如果仅存在变差的普通原因，随着时间 的推移，过程的输出形成一个稳定的分 布并可预测 如果存在变差的特殊原因，随着时间的 推移，过程的输出不稳定。,范围,范围,目标值线,预测,预测,目标值线,A,16,2、局部措施和对系统采取措施,局部措施 通常用来消除变差的特殊原因通常由与过

12、程直接相 关的人员实施通常可纠正大约15%的过程问题 对系统采取措施 通常用来消除变差的普通原因几乎总是要求管理措 施，以便纠正大约可纠正85%的过程问题,3、控制图,收集 收集数据并画在图上 控制 根据过程数据计算实验控制限识别变差的特殊原因并采取措施 分析及改进 确定普通原因变差的大小并采取减小它的措施 重复这三个阶段从而不断改进过程,A,17,3、控制图,收集 收集数据并画在图上 控制 根据过程数据计算实验控制限识别变差的特殊原因并采取措施 分析及改进 确定普通原因变差的大小并采取减小它的措施 重复这三个阶段从而不断改进过程,控制图的益处： 供正在进行过程控制的操作者使用 有助于过程在质

13、量上和成本上能持续地，可预测地保持下去 使过程达到： 更高的质量 更低的单件成本 更高的有效能力 为讨论过程的性能提供共同的语言 区分变差的特殊原因和普通原因，作为采取局部措施或对系统采取措施的指南,A,18,四、控制图的种类,A,19,五、计数型数据控制图,1、P图/不良率控制图, P图是用来测量在一批检验项目中不合格品（缺陷）项目的百分数。 步骤： 1收集数据，选择子组容量、频率 和数量： -子组容量：需足够大(最好能恒定)，并有包含几个不合格品。 -分组频率：根据实际情况，兼容量大和信息反馈快的要求。 -子组数量：收集的时间需足够长，使得可以找到所有可能影响到过程 变差源，一般为25组

14、2计算每个子组的不良率(P)： P=np /n 3选择控制图的座标刻度并将不良率绘到图上。 4计算管制界限： -计算过程不良率(P bar): P bar=（n1p1+n2p2+nkpk）/ (n1+n2+nk),-计算控制上、下限(P bar):,A,20,5划线并标注: 过程平均（P）为水平实线，控制限（USL； LSL）为虚线。 (初始研究时，这些被认为是试验控制限。）,A,21,2、nP图/不合格品数控制图,采用时机： -不合格品的实际数量比不合格品率更有意义或更容易报告。 -各阶段子组的样本容量相同。,3、C图/不良(缺陷)数控制图,采用时机： -C图用来测量一个检验批内的不合格（的

15、缺陷）的数量，C图 要求样本的容量恒 定或受检验材料的数量恒定，主要用于以下两类检验： 1不合格分布在连续的产品流上（如：每条尼龙上的瑕疵，玻璃上的气 泡或电线上绝缘层薄的点），以及可以用不合格的平均比率表示的地 方（如100平方米上的缺陷） 2在单个的产品检验中可能发现不同 原因造成的不合格。,A,22,4、u图/单位不良(缺陷)数控制图,采用时机： -u图用来测量具有不同的样本（受检材料的量不同）的子组内每检验单 位产品之内的不合格数量（可以用不良率表示）。,A,23,六、计量型数据控制图,1、与过程相关的控制图,过程,计量单位：(mm, kg etc),不精密,测量方法必须保证始终产生准

16、确和精密的结果,不准确,准确,精密,A,24,2、控制图的准备,建立适合于实施的环境 -排除阻碍人员公正的因素 -提供相应的资源 -管理者支持 定义过程 根据加工过程和上下使用者之间的关系，分析每个阶段的影响因素。 确定待控制的特性。应考虑到： -顾客的需求 -当前及潜在的问题区域 -特性间的相互关系,确定测量系统 -规定检测的人员、环境、方法、数量、频率、设备或量具。 -确保检测设备或量具本身的准确性和精密性。 使不必要的变差最小 -确保过程按预定的方式运行。 -确保输入的材料符合要求。 -恒定的控制设定值。 注：应在过程记录表上记录所有的相关事件，如：刀具更新，新的材料批次等，有利于下一步

17、的过程分析。,A,25,3、X bar-R图,计算各样组的平均数 计算这些组平均数的平均数,各常数值如下:,A,26,4、X bar-s图,计算各样组的平均数 计算这些组平均数的平均数,各常数值如下:,A,27,5、X med-R图,计算各样组的中位数 计算这些组中位数的平均数,各常数值如下:,A,28,6、X-Rm图,各常数值如下:,A,29, 过程能力的定义 製造程序潛在精度的測定，以衡量加工的一致性 製程加工品質在一定因素與正常管制狀態下滿足技術標準的程度 基本精神 將製程能力計量化 將測得的製程能力與品質要求作比較,A,30,七、管制图的选择方法,确定要制定控制图的特性,是计量型数据吗？,关心的是不合格品率？,关心的是不合格数吗？,样本容量是否恒定？,使用np或p图,使用p图,样本容量是否桓定？,使用c或u图,性质上是否是均匀或不能按子组取样例如：化学槽液、批量油漆等？,子组均值是否能很方便地计算？,使用中 位数图,使用单值图X-MR,是,使用u图,否,是,是,是,是,是,是,否,否,否,否,否,子组容量是否大于或等于9？,是否能方便地计算每个子组的S值？,使用XR图,使用XR图,使用X s图,是,是,是,否,否,